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Cpu调优 mpstat 命令

一、mpstat 命令

1、mpstat概述

mpstat (multiprocessor state) 可以查看所有cpu的平均负载,也可以查看指定cpu的负载。所以mpstat其实就是主要查看CPU负载的一个工具。是一款常用的CPU性能分析工具,用来实时查询每个CPU的性能指标,以及所有CPU的平均指标。

2、下载mpstat软件包

它是Linux性能工具集sysstat中的一个工具,所以我们要装上sysstat,安装方法随不同的系统略有不同,sysstat是一个软件包,包含监测系统性能及效率的一组工具,这些工具对于我们收集系统性能数据,比如:CPU 使用率、硬盘和网络吞吐数据,这些数据的收集和分析,有利于我们判断系统是否正常运行

CentOs 系统的安装方法

2、mpstat的语法格式

mpstat [-P {cpu|ALL}] [interval [count]]

mpstat命令参数

参数 描述 -P {cpu|ALL} 指定要监控哪个CPU ,范围是 [0~n-1] ,ALL表示监控所有CPU都监控 internval 相邻两次采样的间隔时间 count 采样的次数,count只能和internval一起使用

示例

其中

第一部分:输出首先显示了所有CPU的合计指标,然后显示了每个CPU各项的指标。

第二部分:在结尾处显示所有CPU的平均值

3、mpstat命令的各列含义

显示参数 描述 CPU 显示的是某个CPU 还是全部CPU all=全部 %usr 表示用户所有使用的CPU百分比 %nice 表示使用 nice 值的 CPU 的百分比。 %sys 表示内核进程使用的 CPU 百分比。 %iowait 表示等待进行 I/O 所使用的 CPU 时间百分比。 %irq 表示用于处理系统中断的CPU百分比 %soft 表示用于软件中断的CPU百分比 %steal 虚拟机强制CPU等待的时间百分比 %guest 虚拟机占用CPU时间的百分比 %gnice CPU运行niced guest虚拟机所花费的时间百分比 %idle CPU的空闲时间的百分比

mpstat主要用在当系统变慢,平均负载增大时,我们想判断到底是CPU的使用率增大了,还是IO压力增大的情况。

4、平均负载信息

当系统变慢,用top或uptime来了解系统的负载情况。

系统平均负载是指在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数

如果单个CPU内核的当前活动进程数不大于3的话,那么系统的性能是良好的

而最后三个数字呢,依次则是过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载(Load Average)。

17:44:22 up   #当前系统时间
 16 min       #系统运行时长
 2 users      #当前登录用户个数

二、压力测试工具stress

1、工具简介

stress是下的一个工具,可以对cpu、memory(内存)、IO以及磁盘进行压力测试,可以指定负载的cpu个数。

2、参数详解

-c --cpu 产生n个进程,每个进程都反复不停的计算随机数的平方根 -i --io 产生n个进程,每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上 -m -vm 产生n个进程,每个进程不断分配和释放内存 -t --timout 在n秒后结束进程 -d --hdd 产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程(创建文件、写入内容、删除文件)

3、下载压力测试工具

[root@ly ~]# yum install -y epel-release    
注:需要先下载所需要的依赖包否则直接下载stress软件包工具不成功
[root@ly ~]# yum install -y stress

三、查看运行中的进程/任务、CPU、内存等的统计信息------pidstat

pidstat 是一个常用的进程性能分析工具,用来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。

1、常用参数

-u 默认的参数,显示各个进程的CPU使用统计 -r 显示各个进程的内存使用统计 -d 显示各个进程的IO使用情况 -p 指定进程号 -w 显示每个进程的上下文切换情况 -t 显示选择任务的线程的统计信息外的额外信息 -V 版本号 -h 在一行上显示了所有活动,这样其他程序可以容易解析。 -I(大写) 在SMP环境,表示任务的CPU使用率/内核数量 -l 显示命令名和所有参数

四:实验

1、实验目的

采用stress压力测试工具,模拟CPU 负载的情况,高IO的情况,使用uptime查看平均负载,使用mpstat和pidstat工具,找出负载高的根源。

查看系统平均负载情况uptime

2、压力测试查看CPU的使用率

模拟cpu 负载

压力测试前,cpu的使用率

使用stress工具进行压力测试

[root@ly ~]# stress --cpu 2 --timeout 600

进行压力测试 对2快cpu 进行增压 持续600s

产生压力后的信息:显示用户进程 stress对cpu的使用率为100% cpu占用率过高,cpu负载

[root@ly ~]# pidstat -u 5   查看运行中的进程和任务,每5秒刷新一次
查看运行中的进行和任务,stress对2快cpu使用率过高

找到原因:是因为stress进程产生的压力过大

解决问题

[root@ly ~]# kill -9 19768			杀死相应负载过大的进程,释放cpu负载

2、模拟I/O负载

使用stress工具进行压力测试

stress --io 10 --timeout 600

进行压力测试,产生10个进程,持续600秒
-i : --io  产生n个进程,每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上
[root@ly ~]# mpstat -P ALL 1 2 
显示所有CPU统计的信息,表示每隔1秒,总共2次

注:使用stress无法模拟iowait升高,但sys(表示内核进程使用的 CPU 百分比。)升高。stress -i参数表示通过系统调用sync来模拟IO问题,但sync是刷新内存缓冲区数据到磁盘中,以确保同步。如果内存缓冲区内没多少数据,读写到磁盘中的数据也就不多,没法产生IO压力。使用SSD(固态硬盘)磁盘的环境中尤为明显,iowait一直为0,但因为大量系统调用,导致系统CPU使用率sys升高。

[root@ly ~]# stress --io 15 --hdd 15 --timeout 600s
-d : --hdd  产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程(创建文件、写入内容、删除文件)

-i : --io  产生n个进程,每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

[root@ly ~]# mpstat -P ALL 1 2

Io 读写占用百分比过高

查看正在进行的进程pid号

找到异常原因

查看是哪个进程导致I/O读写过高

pidstat -d 1 3(-d参数查看各进程io情况)

Stress 占用进程导致io读写过高

找到相应进程,将问题进程杀死

解决问题

杀死进程后,mpstat命令查看

3、模拟大量进程场景

当系统中运行进程超出 CPU 运行能力时,就会出现等待 CPU 的进程。比如,我们还是使用 stress,但这次模拟的是 20 个进程

由于系统只有 4个 CPU,因而,系统的 CPU 处于严重过载状态,平均负载高达 16.84

接着再运行 pidstat 来看一下进程的情况

[root@ly ~]# pidstat -u 1 2       #显示各个进程的CPU使用统计  每1秒刷新一次,总共执行2次
[root@ly ~]# mpstat -P ALL 1 2         #-P 查看所有cpu   间隔1秒,执行2次

可以通过平均负载知道cpu是处于负载的状况。

五、总结

cpu使用率是单位时间内cpu繁忙情况的统计,跟系统平均负载不一定完全对应,系统中存在大量等待cpu调度的进程,会使load average平均负载和cpu使用率都升高,mpstat的全称为Multiprocessor Statistics,是一款常用的多核CPU性能分析工具,用来实时查询每个CPU的性能指标,以及所有CPU的平均指标。

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